100巩固练习光的折射、全反射、色散(基础)

1、aa和bb分别是 Pi 和 P2,用 “ +表I P4。在插P3和P4时，应 扩 物理总复习：光的折射、全反射、色散 【巩固练习】 一、选择题 1、（ 2015北京卷） 测定玻璃的折射率”的实验中，在白纸上放好玻璃砖, 玻璃砖与空气的两个界面，如图所示，在玻璃砖的一侧插上两枚大头针 示大头针的位置，然后在另一侧透过玻璃砖观察并依次插上P3和 使（） A. P3只挡住Pi的像 B. P4只挡住P2的像 C. P3同时挡住Pi、P2的像 a、b,波长分别为瓜 2、（2015 福建卷）如图，一束光经玻璃三棱镜折射后分为两束单色光 b该玻璃对单色光 a、b的折射率分别为na、nb ,。贝U （） A.

2、 ?a nb, B. y y , na nb, na y , nanb 3、（2015 新课标n卷）如图，一束光沿半径方向射向一块半圆形玻 ”璃砖，在玻璃砖底面上 的入射角为0,经折射后射出a、b两束光线，则（） A.在玻璃中, a光的传播速度小于 b光的传播速度 B.在真空中, a光的波长小于b光的波长 C.玻璃砖对 a光的折射率小于对 b光的折射率 7、已知某种介质对某单色光的临界角为，则（） a首先消失 D.若改变光束的入射方向使0角逐渐变大，则折射光线 a光的干涉条纹间距大于 b光 E.分别用a、b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验, 的干涉条纹间距 4、如图，一个三棱镜的截面为等腰直

3、角 平行于BC边的方向射到 棱镜材料的折射率为（ A.五 2 3 C.- 2 B. D. 5、在一次讨论中, ABC, / A AB边，进入棱镜后直接射到 ） 老师问道：假如水中相同深度处有 为直角。此截面所在平面内的光线沿 AC边上，并刚好能发生全反射。该 a、b、 b在水下的像最深，c c三种不同颜色的单色点光源，有人在水面上方同等条件下观测发现, ”有同学 照亮水面的面积比 a的大。关于这三种光在水中的性质，同学们能做出什么判断? 回答如下: c光的频率最大 a光的传播速度最小 b光的折射率最大 a光的波长比b光的短 根据老师的假定，以上回答正确的是（ A. B. C. D. 6、频率不

4、同的两束单色光1和2以相同的入射角从同一点射入一厚玻璃板后，其光路如图 所示，下列说法正确的是（） A. 单色光1的波长小于单色光2的波长 B. 在玻璃中单色光1的传播速度大于单色光2的传播速度 C. 单色光1通过玻璃板所需的时间小于单色光2通过玻璃板所需的时间 D. 单色光1从玻璃到空气的全反射临界角小于单色光2从玻璃到空气的全反射临界角 C. 、 1 该介质对此单色光的折射率等于 。 sin 此单色光在该介质中的传播速度等于csin 此单色光在该介质中的波长是在真空中波长的 （C是真空中的光速）。 sin 倍。 此单色光在该介质中的频率是在真空中频率的 1 sin 体 倍。 8、如图，红光

5、和紫光以相同的入射角i从空气斜射到长方 玻璃砖上表面的同一点进入玻璃中进行传播，对于进入玻 红光和紫光，下列说法中正确的是（ A .紫光的折射角比红光的折射角大 B .玻璃对紫光的折射率较大，紫光可能不会从玻璃砖下表面射出 C.紫光和红光将从玻璃砖下表面的同一点射出 它能把来自后面的光 昭 八、 D .紫光和红光从玻璃砖下表面射出后一定平行 9、自行车上的红色尾灯不仅是装饰品，也是夜间骑车的安全指示灯, 反射回去。某种自行车尾灯可简化为由许多整齐排列的等腰直角棱镜 （折射率nJ2 ）组成，棱镜的横截面如图所示。 一平行于横截面的 光线从0点垂直AB边射入棱镜，先后经过 AC边和CB边反射后,

6、从AB边的0点射出，则出射光线是（） A .平行于AC边的光线 B .平行于入射光线的光线 C.平行于CB边的光线 D .平行于AB边的光线 10、如图所示是一观察太阳光谱简易装置，一加满清水的碗放在有阳光的地方，将平面镜 M斜放入水中，调整其倾斜角度，使太阳光经水面折射再经水中平面镜反射，最后由水面 折射回空气射到室内白墙上， 即可观察到太阳光谱的七色光带。 逐渐增大平面镜的倾斜角度, 各色光将陆续消失，则此七色光带从上到下的排列顺序以及最先消失的光分别是（） A 红光7紫光，紫光 B .紫光7红光，红光 C.红光7紫光，红光 D 紫光7红光，紫光 11、用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的

7、实验中，已画好玻璃砖界面aa和bb,不慎将 玻璃砖向上平移了一些， 放在图所示的位置上， 而实验中其他操作均正确， 测得的折射率将 （ ） h A .偏大 B .偏小 C.不变 D.无法确定 5 二、填空题 1在阳光照射下，充满雾气的瀑布上方常常会出现美丽的彩虹。彩虹是太阳光射入球形水 珠经折射、内反射，再折射后形成的。光的折射发生在两种不同介质的 上，不同的 单色光在同种均匀介质中 不同。 2、光导纤维是一种比头发还细的玻璃丝，这种玻璃丝分为内外两层 （芯线和包层），芯线的 折射率比包层的折射率 。海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生 全反射而产生的，原因是海面上的下层空气的折射率

8、比上层 ;在沙漠中也会看 到海市蜃楼”现象，原因是接近沙面的空气层比上层空气的折射率 垂直入射时，从另一个侧面 30,如图所示，据此可知, 3、一个三棱镜的顶角为 30，当一条光线从它的一个侧面AB AC射出，测得出射光线的方向相对于入射光线向棱镜底面偏折 该三棱镜的折射率为 ，光在该棱镜中的传播速度为 4、如图所示，一段横截面为正方形的玻璃棒，中间部分弯成四分之一圆弧形状，一细束单 色光由MN端面的中点垂直射入， 恰好能在弧面EF上发生全反射，然后垂直PQ端面射出。 该玻璃棒的折射率为o 若将入射光向N端平移，当第一次射到弧面EF上时 （填 能”“能”或无法确定能否”）发生全反射。 5、如图

9、所示，一束激光从 0点由空气射入厚度均匀的介质，经下表面反射后，从上面的 点射出。已知入射角为i，A与0相距I，介质的折射率为n，介质的厚度d为_ 6、某同学由于没有量角器，他在完成了光路图以后，以 O点为圆心，10.00cm长为半径画 圆，分别交线段 OA于A点，交0、0连线延长线于 C点。过A点作法线NN的垂线AB 交NN于B点，过C点作法线NN的垂线CD交于NN于D点, 如图所示，用刻度尺量得 0B=8.00cm， CD=4.00cm。由此可 得出玻璃的折射率 n= 三、计算题 1、 C Bcm O 一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯，图为过轴线的截面图，调整入射 ，求sin

10、的值。 3 a光线恰好在水和空气的界面上发生全反射，已知水的折射率为 A E点为人眼的位置，人眼距地面离1.5m, 灯经水反射所成的像与左岸水面下某处的B灯经折射后所成的像重合，已知 1.3，则B灯在水面下多深处？ （ B灯在图中未画出） 2、 如图所示，游泳池宽度 L=15m，水面离岸边的高度为 0.5m，在左岸边一标杆上装有一 灯，A灯距地面高0.5m，在右岸边站立着一个人， 若此人发现A 水的折射率为 3、 半径为R的1/4球体放置在水平面上，球体由折射率为J3的透明材料制成。现有一 束位于过球心 0的竖直平面内的光线，平行于桌面射到球体表面上，折射入球体后再从竖 直表面射出，如图所示。

11、已知入射光线与桌面的距离为 J3R/2。求出射角。 【答案与解析】 一、选择题 1、【答案】C 【解析】测定玻璃折射率相对较简单，需要了解本实验的具体实验步骤即可解题。 【考点】测定玻璃的折射率 2、【答案】B 【解析】由图知，三棱镜对 b光的折射率较大，又因为光的频率越大，介质对光的折射 c 率越大，所以na nb,故b光的频率大于a光的频率，再根据V ,所以b光的波长小于 a光的波长，即 ?a d所以B正确，ACD错误。 3、【答案】ABD 【解析】由图可知：玻璃砖对 a光的折射率大于对 b光的折射率，故 C错误；在玻璃 中，a光的传播速度小于 b光的传播速度, 故A正确；a光的频率大于

12、b光的频率,在真空中, a光的波长小于b光的波长，故B正确; 若改变光束的”入射方向使 B角逐渐变大，因为 a 光的折射率大，则折射光线a首先消失, 故D正确；a光的波长小于 b光的波长，分别用a、 b光在同一个双缝干涉实验装置上做实验, a光的干涉条纹间距小于 b光的干涉条纹间距, 故E错误。 【考点】光的折射；光的干涉 4、【答案】A 【解析】三棱镜的截面为等腰直角 ABC , 光线沿平行于BC边的方向射到AB边，则第一次 折射时的入射角等于 45射到AC边上, 1 并刚好能发生全反射，则有si nC- n 由折射定律可得：n sin 45o sin (900 C) sin 45o cos

13、C 联立解得折射率n 翌。故选A o 2 5、【答案】C h ，折射率越大视深越小，b在水下的像最深，对水的折射率最小, n 频率最小，在水中的传播速度最大，波长最大，错对；分析全反射：设照亮水面的半径 1 ,ta nC n a的，贝U a 【解析】根据视深 为R,水的深度为h, sinC 界角大于a的，c的折射率小于 错对，故正确选项为 Co 6、【答案】AD 【解析】由折射光路知，1光线的折射率大, R 一,c照亮水面的面积比 a的大，说明c的临 h 的折射率、频率最大，在水中的传播速度最小， 生全反射的临界角小， AD对，B错。 频率大，波长小，在介质中的传播速度小，产 sini, .

14、d ，传播 cosr c 速度为V ,所以光的传播时间为t n 经历的时间长，C错误。 7、【答案】ABC 1_ v ，在玻璃种传播的距离为I sin r d sini csinr cosr I 2dS , 1光线的折射角小，所 csin2r 【解析】根据全反射临界角的定义应有 1 sin 可知选项 A是正确的。光在介质中的传播 c 速度V csin ，因此选项B也是正确的。光在介质中的波长 n V c 11 c 1真空二真空sin ，因此选项C也是正确的。 n八工、工 D是错误的。 某一单色光在任何介质中传播时，频率不变，光色不变，因此选项 故选ABC。 8、【答案】D 【解析】紫光的折射率

15、比红光的折射率大，入射角相同，则紫光的折射角比红光的折射角小， A错误；由于在玻璃砖上表面的折射角与在玻璃砖下表面的入射角相等，所以都不能发生全 反射，B错误；任何单色光通过玻璃砖后都平行于入射光射出，但发生了侧移，而且紫光的 侧移大，C错误，D正确。故选 9、【答案】B 【解析】光线在AB界面射入时, 于45由临界角的计算公式: 与界面垂直，传播方向不变，射到 1 si nC ，可知玻璃的临界角为 n AC界面时，入射角等 C 45 光在AC界面发 选项 B正确。 生全反射，同理可知光在 CB界面也发生全反射，作出光路图可知, 10、【答案】A 【解析】根据偏折程度大的是紫光，偏折程度小的是

16、红光，可知从上到下的排列顺序是: 红光7紫光；紫光临界角小，最容易发生全发射，所以最先消失的是紫光。故选 11、【答案】C 【解析】经过玻璃砖的光路如图中实线所示，由于所作的玻璃砖分界线不是实际的分界线, 如图中虚线所示，由几何知识可知，测出的折射角与正确值相同。 二、填空题 1、【答案】界面；的传播速度 2、【答案】大、大、小 【解析】 受水温更低，下层空气受水温影响，比上层空气更冷，所以出现下冷上暖的反常现象（正常 情况是下暖上凉，平均每升高100米，气温降低0.6C左右）。下层空气本来就因气压较高， 密度较大，现在再加上气温又较上层更低，密度就显得特别大， 因此空气层下密上疏的差别 异常

17、显著。 发生在沙漠里的 海市蜃楼”就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。 漠里，白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差，在无风时， 沙漠上空的垂直气温差异非常显著，下热上冷，上层空气密度高， 下层空气密度低。当太阳 光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的速度发生了改变， 经过光的折射，便将远 处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上，有时也会出现这种海市蜃楼”的现象。 3、 【答案】108m/s。 【解析】作出AC面的法线，可知在介质中的入射角为30，在空气中的折射角为 60， 根据折射率公式 n Sin60o si n30o 光在该棱镜中的传播速度为v

18、 3V8 庚 108m/s。 4、 【答案】能。 【解析】如图，临界角 C=45， sinC 丄,n 42。 y/2 入射角大于临界角，能发生全反射。 5、【答案】略。 【解析】设折射角为 折射定律益n ； h2 J 几何关系si nr Jd2 (“2)2 解得介质的厚度为: /2._2T Vnsin I I ! o 2sin i 6、【答案】1.50 【解析】由图可知: sin / i=sin / AOB=AB/OA ,sin / r=sin / COD=CD/OC , OA=OC=R=10.00cm , CD=4.00cm , AB JaO2 OB26.00cm, 代入解得：n=1.50 三、计算题 1、【答案】sin 【解析】当光线在水面发生全放射时有 1 si nC ,当光线从左侧射入时，由折射定律有 n sin n ,联立这两式代入数据可得sin o sin(y C)3 2、【答案】4.35m 【解析】如图所示，设水面为 CF, A到水面点C的距离为L , B灯与水面点C之间的距离 为L2，人眼到水面上点 F之间的距离为 4 L3 为L4，由A灯光的反射得 L4 L L L3，点C、D之间的距离 L40.5 0.5 15 L41.5 0.5 对B灯光的折射过程， 得 L4 =5m. C,